LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Ecología de aves marinas

Durante los últimos años he prestado especial atención a la ecología y la conservación de las aves marinas. En colaboración con Alberto Velando, de la Universidad de Vigo, he analizado varios aspectos sobre la dinámica de poblaciones y la coloniabilidad en el Cormorán moñudo (Phalacrocorax aristotelis). Asimismo, y gracias a la ayuda de Manuel F. Pajuelo, desde 1998 hemos marcado mas de 600 cormoranes en varias colonias de Asturias con anillas de plástico con códigos alfanuméricos de lectura a distancia para estudiar la dispersión postgenerativa de esta especia, la supervivencia individual y el reclutamiento.

Uno de los problemas a los que se enfrentan las poblaciones de aves marinas son los vertidos accidentales o intencionados de hidrocarburos. El 19 de noviembre de 2002, el petrolero Prestige se hundió a 130 millas del Cabo Finisterre (Galicia, NW Spain; 42°15’ N, 12°08’ W), liberando 77.000 Tm de fuel pesado. Este vertido causo una marea negra que lleno de fuel las costas mas de 1000 km de costa, tanto de la Península Ibérica como de Francia, causando la muerte de miles de aves marinas de las que sólo se recogieron una pequeña fracción de las mismas (18050 enSpain, 2648 en France and 840 en Portugal). La mayoría de estas aves fueron álcidos (19.961 aves, 92.7%). Mediante el desarrollo de varios experimentos hemos obtendio una estima de la mortalidad real producida por la marea negra que supera con creces los datos oficiales.

Las capturas accidentales en artes de pesca suponen actualmente la mayor causa de mortalidad para muchas especies de aves marinas, algunas de las cuales, como la pardela balear, se encuentra al borde de la extinción por esta causa. De todas formas, la mayoría de los trabajos que han estudiado los efectos de esta mortañidad en aparejos (bycatch) han prestado muy poca atención a las aves marinas de hábitos costeros, como los cormoranes moñudos. En los últimos años hemos realizado varios trabajos con el fin de estimar los efectos de este tipo de mortalidad sobre el cormorán moñudo y la viabilidad de sus poblaciones.

Aislamiento y microevolución en poblaciones urbanas de Salamandra común

Las ciudades suelen resultar hábitats inhóspitos para la mayoría de las especies animales, pero hay algunas especies que se instalan en ellos porque eligen ciertas ventajas, como la menor densidad de depredadores y hay otras que debido a su baja movilidad, han quedado atrapadas en las pequeñas islas de hábitat adecuado que han ido quedado a medida que se ha ido urbanizando la ciudad.

Una de estas especies es la Salamandra común (Salamandra salamandra) que se ha quedado atrapada en pequeñas islas verdes dentro de las ciudades, aislándose de las poblaciones vecinas a medida que se construían calles y bloques de edificios.

En la ciudad de Oviedo hace varios años que estamos estudiando estas poblaciones, habiendo localizado unas 20 hasta el momento. En colaboración con Guillermo Velo-Antón hemos comenzado a recoger muestras de tejido de algunos individuos de estas poblaciones para estudiar si este aislamiento, que en algunas poblaciones puede haberse producido hace más de 1000 años, ha afectado a la estructura genética de las mismas.

Una característica de estas salamandras que ha favorecido su supervivencia en este hábitat inhospito, es que se trata de poblaciones vivíparas, que no necesitan pasar por una fase acuática, como ocurre en otras poblaciones vecinas.

Durante los próximos meses intentaremos completar la toma de muestras y comenzar los análisis genéticos. Asimismo, seguiremos visitando zonas de posible presencia de la especie en la ciudad, por lo que cualquier información de observaciones de las mismas será bienvenida y puede ser enviada a mi correo electrónico (alvarezfdavid@uniovi.es)

Además de este estudio, en una de estas parcelas, situadas en los jardines de la facultad de Biología, en el campus del Cristo, hemos marcado con microchips más de 200 ejemplares a los que seguimos realizando un seguimiento periódico con el fin de conocer su capacidad de dispersión y su supervivencia.

Estudio del crecimiento compensatorio y sus costes asociados

El crecimiento compensatorio (CC) es una fase de crecimiento inusualmente rápido que sigue a una fase de reducción del crecimiento, normalmente tras un periodo de ayuno o de reducida ingesta de alimento. Esta respuesta permite a los animales alcanzar el mismo tamaño que sus coetáneos que han crecido en condiciones normales. Esta habilidad para aumentar las tasas de crecimiento nos indica que los animales no crecen todo lo rápido que podrían, lo que sugiere que hay unos costes asociados a ese crecimiento rápido, por lo que existiría un compromiso entre los beneficios de alcanzar un tamaño lo suficientemente grande y los costes de conseguirlo.

Durante los últimos años he realizado con Alfredo Nicieza varios experimentos para estudiar este fenómeno en la trucha común (Salmo trutta), tanto en condiciones naturales como en laboratorio. Nuestros resultados no coinciden con las teorías más extendidas, acerca de que el CC es una respuesta generalizada tras un periodo de depresión del crecimiento por lo que sugerimos que el CC puede estar relacionado con las características del ciclo de vida de las distintas especies. En algunos animales se necesita alcazar un tamaño mínimo en algunas etapas del crecimiento, por ejemplo para emigar o para reproducirse, y en ese caso compensaría afrontar los costes de incrementar las tasas de crecimiento, por el contrario, en otras especies en las que no es tan urgente o necesario alcanzar esos umbrales mínimos de tamaño, sería más importante recuperar la condición física antes que crecer a expensas de soportar unos grandes costes.

En colaborarción con Neil B. Metcalfe, durante mi etapa postdoctoral en la Universidad de Glasgow, he estudiado los costes a medio y largo plazo del CC en el espinoso (Gasterosteus aculeatus). Esta especie suele tener un ciclo anual, e invierte muchos recursos en reproducirse, tanto los machos como las hembras, por lo que resulta especialmente adecuada para este tipo de trabajo. Para ello, estudiamos los costes en la eficiencia de natación en animales que habían experimentado CC y en otros que no lo habían hecho. Asimismo, realizamos los análisis en distintas fases del ciclo de vida de los peces, con el fin de ver en cual de ellas los peces podían asumir los costes de crecer rápido y en cuales no.

También estoy interesado en los aspectos prácticos de análisis matemático del CC. En algunos casos, la selección incorrecta de las dimensiones de talla empleadas, de los descriptores de crecimiento o de las herramientas analíticas que se usan en los análisis pueden dar lugar a una falsa detecciín del CC. Debido a esto, es muy importante encontrar la forma correcta de analizar los datos para obtener unas conclusiones fiables.

Estructura genética y modelos de dispersión en poblaciones subdivididas

La estructura genética de muchas especies está fuertemente condicionada por las características del hábitat donde viven. En muchos casos ese hábitat es discontinuo y esa estructura podría encajar con modelo de islas. Durante los últimos años hemos empleado marcadores moleculares (microsatélites de ADN) y RNA mitocondrial para examinar la estructura espacial y los patrones de diferenciación genética en peces (Trucha común), anfibios (Rana bermeja y Salamandra común) y aves (Cormorán moñudo).

En truchas (Salmo trutta), nuestros resultados preliminares sugieren un modelo unidireccional (aguas abajo) de dispersión asociado con las barreras naturales que dificultan la migración aguas arriba. La estructura poblacional de la Rana bermeja (Rana temporaria) está muy condicionada por la dependencia que tiene esta especie por las masas de agua que se distribuyen de forma discontinua en su hábitat, lo que podría encajar con un modelo de islas. Nuestros resultados preliminares no parecen apoyar la hipótesis de una diferenciación genética consistente con un patrón espacial jeráquico, pero esto podría ser debido a que aun no se han empleado suficientes marcadores moleculares en el análisis.

Con el cormorán moñudo (Phalacrocorax aristotelis) hemos realizado un análisis usando para ello 20 poblaciones distribuidas a lo largo de prácticamente todo su rango de distribución. Esta especie es muy filopátrica y no suele realizar grandes movimientos dispersivos, a pesar de lo cual nuestros resultados preliminares confirmaron la existencia de una estructura poblacional débil, tanto para microsatélites como para marcadores mitocondriales. A pesar de que se detectó la existencia de cierto aislamiento por distancia, la variación observada en el análisis de los microsatélites no parece evidenciar que el mar sea una barrera efectiva para la dispersión de esta especie.

Evolución de las defensas anti-depredador

La depredación es una de las mayores causas de mortalidad en los estados pre-reproductivos. Debido a que gran parte de este tipo de mortalidad tiene lugar en las fases tempranas de la vida de un organismo, el riesgo de depredación normalmente disminuye al aumentar el tamaño de los individuos, por lo que tiene que haber unas fuertes presiones selectivas para el desarrollo temprano de las defensas anti-depredador.

Durante los últimos años nosotros hemos usado las larvas de anfibios y juveniles de peces para el estudio como organismos modelo para estudiar el papel del comportamiento y la morfología en la evitación de la depredación y cómo las defensas contra los depredadores se pueden inducir por la presencia de estimulos no letales de los depredadores.

Evolución de los sistemas de apareamiento

Durante los últimos años, hemos comprobado que los anfibios anuros presenta una gran palsticidad reproductiva dependiendo de las condiciones ambientales que experimentan. A lo largo de este tiepo hemos estudiado la dinámica poblacional de la Rana bermeja (Rana temporaria) y el Sapo común (Bufo bufo) en zonas bajas y en áreas de montaña y hemos obserbacod que las estrategias reproductivas era muy diferentes dependiendo de la altidud (sistemas prolongados en zonas bajas y explosivos en zonas altas. Actualmente estamos intentando explorar la evolución de los sistemas de apareamiento desde un enfoque intraespecifico, que no había sido realizado hasta el momento.

Asimismo, estoy interesado en las implicaciones evolutivas del conflicto sexual, la competencia espermática y el papel de MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) en la elección de pareja. 

Causas y efectos de la hibridación interespecifica en poblaciones naturales y conservación de salmónidos

Las poblaciones ibéricas de Salmón atántico (Salmo salar) ha sufrido un importante declive a lo largo del siglo XX, tanto en la Península Ibérica como en resto de su rango de distribución. Una de las consecuencias de este declive poblacional podría ser el aumento de la frecuencia de aparición de híbridos entre Salmones y truchas comunes en aquellos ríos en los que conviven las dos especies. En los últimos años hemos realizado varios experimentos para comprobar los mecanismos de hibridación entre estas dos especies, y hemos confirmado que se produce un fenómeno de hibridación asimetrica entre las dos especies, motivado por incompatibilidades genéticas en uno de los sentidos del cruce. Mientras que los cruces entre machos de trucha y hembras de salmó tienen la misma viabilidad que los cruces intraespecíficos de las dos especies, el cruce opuesto entre machos de salmón y hembras de trucha tiene unas tasas de mortalidad que superan el 90%, la mayoría antes de la eclosión. Además, los pocos peces que sobrevivieron tuvieron importantes deformidades que comprometerían sus supervivencia en el río.

Hasta ahora, se pensaba que la observación de híbridos entre las dos especies en los que el padre siempre era un macho de trucha era debido a fenómenos de selección sexual, pero nuestros resultados confirman que independientemente de que la selección sexual pueda actuar sobre la selección de pareja en este caso, hay problemas de imcompatibilidad genética que podrían tener un mayor efecto.